端羧基液体丁腈酯橡胶的合成及增韧环氧树脂的力学性能

采用乳液聚合法,加入丁二烯、丙烯腈、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯四种单体,通过四元共聚合成出端羧基液体丁腈酯橡胶(CTBNB)并用其增韧环氧树脂。傅里叶变换红外光谱与核磁共振波谱的表征均证实了CTBNB的成功合成,其羧基摩尔分数为3.6%。加入10份(质量,下同)CTBNB可全面提升环氧树脂E 51的拉伸强度、扯断伸长率及冲击强度;加入15份可使其冲击强度较未加入者提高259%,达到明显增韧效果。

高性能自修复水性聚氨酯制备及性能

首先将自制的5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶(UPy)作为扩链剂与聚四氢呋喃(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)进行预聚,然后将预聚物与亲水性扩链剂2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)反应进行扩链,利用“丙酮法”制备了一种高性能自修复水性聚氨酯材料。通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对制备的材料进行结构表征,并且通过动态热力学分析仪、热重分析仪以及拉力试验机对材料的热稳定性和力学性能进行表征。结果表明,制备的材料在200℃以下都有着良好的热稳定性。基于UPy二聚体之间的四重氢键作用,通过调节UPy与DMPA的物质的量之比为2∶3,可得到最佳的拉伸强度,为32.8 MPa,断裂能达到150.12 MJ/m^(3)。当材料受损后,只需在其断面滴加极少量乙醇,然后在室温条件下放置12 h,可使材料修复后的拉伸强度达到28.4 MPa,修复效率为87%。

含邻苯二酚基团官能化溶液聚合丁苯橡胶的合成与表征

采用负离子聚合法,以四氢呋喃为极性调节剂,4-乙烯基儿茶酚缩丙酮为共聚单体,合成了苯乙烯质量分数为24%、1,2-结构质量分数为40%、4-乙烯基儿茶酚缩丙酮质量分数为5.8%~10.1%的溶聚丁苯橡胶;以3-乙烯基儿茶酚缩丙酮为共聚单体,合成了1,4-结构摩尔分数为80.7%~88.2%、3-乙烯基儿茶酚缩丙酮摩尔分数为2.6%~9.3%的溶聚丁苯橡胶。结果表明,采用负离子聚合法可以制备出含有邻苯二酚基团的溶聚丁苯橡胶。

Diels-Alder型自修复聚氨酯胶粘剂的制备及其性能

目前,针对珍贵零件粘接后难以回收重复使用的问题,将可逆共价键引入胶粘体系成为解决问题的方向。研究使用糠醇(FA)和N,N′-(4,4′-亚甲基二苯基)双马来酰亚胺(BMI)制备了含有Diels-Alder(DA)键的二元醇(DA diol),使用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)分别与聚四氢呋喃二醇(PTMG-2000)和DA diol反应封端,最后使用1,1,1-三(羟甲基)丙烷(TMP)与封端产物反应形成交联结构的聚氨酯材料(DPU)。结果表明,DPU具备优异的机械性能、热稳定性和粘接性能。DA键在DPU中具有可逆性且DA逆反应(r-DA)的最佳温度为135℃。DA键含量最多的DPU-Ⅳ的修复效率最高可达到89.0%。DPU-Ⅲ、DPU-Ⅳ粘接性能优异,对不锈钢粘接的剪切强度分别可达到(6.41±0.41)和(2.89±0.34)MPa;DPU-Ⅳ具有重复粘接使用的能力,对不锈钢基材重复粘接的3次的剪切强度分别为(2.89±0.34)、(1.91±0.15)和(1.68±0.20)MPa。粘接性能测试体现出胶膜自身强度与粘接的剪切强度、修复效率与重复粘接能力间的相关性。

乙丙嵌段共聚物相对分子质量及链结构对PP/EPR共混体系结构与性能的影响

设计合成了一系列不同相对分子质量和乙烯平均序列长度的乙丙嵌段共聚物(EP),并将其作为聚丙烯(PP)/二元乙丙橡胶(EPR)共混体系的增容剂,考察了EP用量、相对分子质量及乙烯平均序列长度对共混体系性能及分散相形态演变的影响。结果表明,EP增容PP/EPR体系时存在最佳添加量,少量EP的加入可有效提高PP/EPR共混体系的抗冲击性能,并对分散相尺寸及形态起到良好的调控作用;同时,EP的相对分子质量越大对共混体系的冲击性能提高越明显,EP的组成与EPR越接近,对共混体系的增容效果越明显。

光引发自修复聚氨酯作用机理及研究进展

介绍了3种不同作用的光引发自修复聚氨酯的合成及修复机理,分别为光可逆环加成作用、光诱导动态可逆交换作用和光热转换作用,并对其研究进展和发展前景进行了阐述。

双动态键自修复聚氨酯研究进展

聚氨酯(PUR)因其优异的综合性能被广泛应用于各个领域,为延长PUR的使用寿命,可修复PUR成为研究热点。简述了可修复PUR的发展历程,介绍了基于二硫键、氢键、D-A键、硼酸酯键、π-π堆积作用的PUR的自修复机理,并列举出了含这5种动态键的可自修复PUR材料的合成方式及性能标准。指出了含有单一动态键的PUR存在着修复性能与力学性能间的矛盾,及通过多种动态键协同以求实现矛盾平衡的应用。相比单一动态键型PUR,这类PUR材料内多种动态键存在相互协同作用,可进一步提高材料的综合性能。对未来的研究方向如降低修复温度、降低成本等方面提出展望。

联苯型液晶聚氨酯制备及性能

采用一步简单的有机反应合成液晶中间体4,4–双(6–羟基己氧基)联苯(BP6),并将其与六亚甲基二异氰酸酯和聚四氢呋喃二醇预聚,最后将预聚体与1,1,1–三(羟甲基)丙烷发生交联反应,制备了一种热固性液晶聚氨酯弹性体(LCPUR)。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、X射线小角散射等手段对热固性LCPUR的结构进行表征,随后分别用万能试验机和热重分析仪对其力学性能和热稳定性进行表征。结果表明,热固性LCPUR已经成功合成。通过改变液晶相的含量可以调控聚氨酯(PUR)的微相分离程度和力学性能。当液晶中间体BP6的添加量为20%时,热固性LCPUR的力学性能最好,断裂强度高达30.06 MPa,是纯PUR的2.67倍;断裂伸长率为1685%,是纯PUR的1.58倍。过量的BP6虽然会导致力学性能下降,但会提高LCPUR材料的拉伸弹性模量。联苯型液晶中间体的引入是自增强PUR的有效手段。

乙丙嵌段共聚物改性PP/EPR共混物

以乙丙嵌段共聚物(EP)作为增容剂,采用熔融共混的方法制备了聚丙烯(PP)/二元乙丙橡胶(EPR)共混物,通过冲击试验机、电子万能试验机、动态力学分析仪、扫描电子显微镜、偏光显微镜、差示扫描量热仪、平板流变仪、熔体流动速率仪等,研究了EP添加量对PP/EPR共混物力学性能、分散相聚集态结构及加工性能的影响。结果表明,EP对PP/EPR共混物具有良好的增容作用,降低了PP相的熔点和结晶规整性,提高了PP相的结晶温度和结晶度,当EP质量分数为8%时,分散相EPR粒子直径最小、PP和EPR相容性最好,此时共混物的缺口冲击强度和断裂伸长率达到最大值,加工性能最好。

小角X光散射表征分散液中Nafion的微观结构

利用小角X光散射研究了全氟磺酸离子聚合物Nafion膜在不同比例的氮甲基甲酰胺和正丁醇混合溶剂中分散形成分散液的微观结构。研究表明,主链刚性和主-侧链亲疏水性的协同作用使分散液中的Nafion呈典型的棒状胶束结构。胶束的等效回转半径(Rg)对Nafion质量浓度表现出-0. 42的标度,与聚电解质在无盐溶剂中的理论标度一致;而胶束间相关长度对Nafion质量浓度表现出-0. 13的标度,与典型的中性聚合物溶液理论标度一致。极性低的正丁醇促进Nafion主链溶剂化并利于长胶束形成,而极性高的氮甲基甲酰胺则能促进Nafion分散。该研究将为理解Nafion分散液的性质以及湿法制备Nafion膜的微结构形成提供清晰指导。